Jenis Kapal Pengangkut Gas (LPG Carrier, LNG Carrier, Ethylene Carrier)

Jenis - Jenis Kapal Pengangkut Muatan Gas (Types of Gas Carriers) - Jumlah kapal pengangkut gas meningkat secara drastis selama beberapa tahun terakhir, seiring dengan meningkatnya kebutuhan industri dan manusia akan bahan bakar alternatif. Liquefied Gas Carriers adalah tipe kapal yang khusus digunakan untuk mengangkut gas cair seperti Liquefied Natural Gas (LNG) dan Liquefied Petroleum Gas (LPG) pada suhu dan tekanan tertentu.

Lihat >>> Perbedaan LPG, LNG dan CNG

Pengertian Kapal Gas Carrier

Pada dasarnya tipe kapal pengangkut gas ini dibagi menjadi 5 jenis yaitu Fully Pressurized Ship (LPG), Semi Pressurized/ Refigrated Ship (LPG), Fully Refrigrated Ship (LPG), Ethylene Ship, dan LNG Ship. Namun untuk lebih mudahnya kita akan membagi Liquefied Gas Carriers dibagi ke dalam 2 jenis yaitu LPG Carrier dan LNG Carrier. Berikut ini adalah perbedaannya:

LPG (Liquefied Petroleum Gas) Carriers: digunakan untuk membawa gas cair seperti butana, propana, propilena, butadiene, propilena, vinyl chloride monomer (VCM) dan mampu membawa amonia anhidrat.
LNG (Liquefied Natural Gas) Carriers: digunakan secara khusus untuk membawa LNG (metana).

Untuk memahami karakteristik desain kedua jenis kapal ini, pertama-tama kita perlu mengetahui beberapa detail penting tentang komposisi dan sifat serta perbedaan LNG dan LPG. (LINK KE SITUS LAIN)

Gas Carriers memiliki fitur dan kelengkapan tertentu yang hampir sama dengan kapal tanker lain yang digunakan untuk mengangkut kargo liquid curah seperti Oil Tanker dan Chemical Tanker. Sebuah kekhususan yang membedakan kapal pengangkut gas adalah kargo disimpan di bawah tekanan positif untuk mencegah udara memasuki sistem kargo. Ini berarti bahwa hanya cairan kargo dan uap kargo yang ada di tangki kargo dan atmosfer yang mudah terbakar tidak dapat masuk. Sehingga semua kapal pembawa gas menggunakan sistem kargo tertutup saat loading atau discharge tanpa ventilasi uap yang diizinkan ke atmosfer.

Berdasarkan potensi bahayanya, Gas carriers diklasifikasikan dalam 3 jenis yaitu Tipe 1G (dirancang untuk membawa kargo paling berbahaya), Tipe 2G dan 2PG (dirancang untuk mengangkut kargo dengan tingkat bahaya yang lebih rendah), dan Tipe 3G (dirancang untuk mengangkut kargo yang paling tidak berbahaya).

Kapal LPG Carrier

LPG Carrier adalah jenis kapal yang membawa gas LPG (Propana dan Butana) termasuk beberapa gas lainnya seperti amonia, propilena karena konstruksi dan peralatannya juga cocok untuk membawa gas tersebut. LPG didominasi terutama propana dan butana. Kapal LPG membawa muatannya pada -42°C, dengan kepadatan relatif sekitar 0,500 dengan rasio kontraksi volume 1 dalam 300. Muatan LPG dapat dibawa di bawah tekanan.

Pada LPG Tanker, semua gas diangkut dalam bentuk cair, terutama karena sifat fisik dan kimianya tidak memungkinkan mereka untuk dibawa dalam bentuk uap. Pengangkutan LPG dapat dibawa dengan salah satu kondisi yang dipenuhi dari 3 cara/kriteria yaitu:

Gas dipertahankan di bawah tekanan pada suhu sekitar (ambient temperature). Kondisi ini disebut kondisi Fully pressurized
Gas harus didinginkan sepenuhnya pada titik didihnya. Titik didih LPG berkisar dari -30 0C hingga -48 0C. Kondisi ini disebut kondisi Fully-refrigerated
Gas harus semi-refrigerated ke suhu rendah tetapi pada tekanan tinggi (pressurized). Kondisi ini disebut kondisi Semi-pressurized / Semi- refrigerated

3 Jenis LPG Carriers

Tidak seperti LNG, kargo LPG membutuhkan penyimpanan pada kondisi yang berbeda dari kondisi atmosfer. Berdasarkan cara pengangkutannya, LPG carriers dapat dibagi menjadi 3 kategori utama yaitu Fully Pressurized (Bertekanan penuh), Semi pressurized and refrigerated (Semi bertekanan dan didinginkan), dan Fully Refrigerated (Sepenuhnya didinginkan).

1. Fully Pressurized Ship (Tangki Bertekanan Penuh)

Fully Pressurized Ship adalah Jenis Kapal LPG yang digunakan untuk mengangkut gas yang dirancang untuk bekerja pada tekanan 17,5 kg/cm2. Kargo dibawa dalam tangki baja silinder (cylindrical) atau bola (spherical) dengan suhu penyimpanan yang sesuai dan yang dirancang untuk menahan tekanan hingga 20 bar. Semua kapal ini memiliki dasar ganda (double bottom).

Propana, Butana dan Amonia anhidrat dibawa dalam fully pressurized tanks. Kapasitas tangki ini biasanya < 5000 m3. FPT ini biasanya uninsulated cylindrical pressure vessels yang sebagian diatur di bawah tingkat dek utama.

Tanker bertekanan penuh ini membawa LPG ke terminal gas yang lebih kecil. Mereka tidak dilengkapi dengan reliquefaction plant dan merupakan sarana sederhana yang hemat biaya untuk mengangkut LPG dan gas kimia ke terminal gas yang lebih kecil.

Tangki umumnya berbentuk bola (Cylindrical) Tipe C dan tidak diperlukan secondary barrier. Selanjutnya, tekanan desain dijaga tetap rendah. Oleh karena itu, tidak ada secondary barrier yang diperlukan untuk tangki Tipe 'C' dan ruang palka dapat diisi dengan gas inert atau udara kering dan untuk tangki fully pressurized udara normal dapat diizinkan. Dalam kasus tipikal kapal fully pressurised tanker (di mana kargo dibawa pada suhu sekitar), tangki dapat dirancang untuk working pressure maksimum sekitar 18 bar. Untuk kapal tanker semi-pressurised, tangki kargo dan peralatan terkait dirancang untuk tekanan kerja sekitar 5 - 7 bar dan vakum 0,3 bar.

Keuntungan Fully pressurized Ships

Umumnya kargo dibawa pada ambient temperature dan dengan demikian baja biasa dan lebih murah digunakan untuk membuat tangki.

Tidak diperlukan insulasi tambahan
Tidak diperlukan re- liquefaction plant
Konstruksi dan pengoperasiannya yang sederhana
Dibangun dengan baja grades biasa karena kargo dibawa pada suhu sekitar

Kekurangan Fully pressurized Ships

Karena bentuk tangkinya yang tidak biasa, sehingga membuat ruang di bawah dek tidak dapat digunakan
Penyimpanan gas tertentu dalam tangki bergantung kepada ketebalan tangki. Oleh karena itu, gas-gas yang memerlukan desain tekanan tinggi memerlukan tangki berdinding yang lebih tebal (meningkatkan bobot dan biaya). Sehingga Tekanan desain tinggi tipe ini membutuhkan ketebalan dinding tangki yang cukup besar, dengan konsekuensi peningkatan berat kapal dan biaya

2. Semi-Pressurized / Semi- Refrigerated Ship (Tangki Semi Bertekanan atau Semi Berpendingin)

Semi-pressurized / Semi- refrigerated Ship adalah tipe pembawa LPG yang memiliki fasilitas pendinginan dan tekanan dengan tekanan desain tinggi untuk tangki kargo. Tangki ini berbentuk silinder cylindrical dan lebih tipis dari Fully Pressurized Ships.

Semi-pressurized/ semi-refrigerated ships memiliki daya angkut kargo hingga 15.000 m3 di bawah kondisi suhu -10 C dan tekanan 8,5 kg/ cm2 (Kapal yang lebih besar dapat membawa pada suhu -48 C). Kapal jenis LPG ini umumnya memiliki 2-6 tangki kargo dan juga memiliki dasar ganda (double bottom). Hold space di sekitar tangki kargo tidak perlu di inerted.

Sistem LPG Containment ini menggunakan tangki Tipe C Independen dan dibangun dengan baja grade biasa. Permukaan luar tangki-tangki ini diisolasi dan instalasi refrigerasi dipasang di kapal ini untuk mempertahankan working pressure dari kargo. Jenis tangki yang paling umum digunakan untuk tujuan ini adalah jenis cylindrical dan bi-lobe.

Tipe kapal ini dilengkapi dengan refrigeration plant yang memberikan kemampuan fully refrigerated namun memiliki desain tekanan tinggi untuk tangki kargo (Pressure vessels), meskipun di bawah yang dibutuhkan untuk pengangkutan fully pressurised carriage. Tangki berbentuk silinder dan konstruksinya lebih tipis daripada Full pressurised vessels. Re-liquefaction plant di kapal dapat memuat kargo sebagai gas dan mencairkannya kembali di atas kapal. Fasilitas Heating and cooling juga disediakan untuk kelancaran saat discharging kargo. Di mana instalasi reliquefaction plant dipasang, itu akan memungkinkan pengurangan ketebalan dinding tangki.

Keuntungan Semi-pressurized / Semi- refrigerated Ship:

Lebih banyak kargo yang dapat dibawa dibandingkan dengan Fully pressurized Ships (tangki dengan kapasitas yang sama)
Tangki lebih ringan dan lebih murah untuk dibangun
Struktur keseluruhannya ekonomis dan mudah dibangun

3. Fully Refrigerated Tanks (Tangki berpendingin penuh)

Fully refrigerated Ships adalah tipe yang dibangun untuk membawa gas cair pada suhu rendah dan tekanan atmosfer, antara terminal yang dilengkapi dengan fully refrigerated storage tanks. Tanker memiliki tangki kargo berbentuk prismatik yang dibuat dari baja nikel 3,5%, memungkinkan pengangkutan kargo pada suhu serendah -48°C, sedikit di bawah titik didih propana murni.

Tanker berpendingin penuh biasanya membawa LPG, Amonia & Vinyl klorida. Kapal Fully Refrigerated memiliki kapasitas hingga 100.000 m3. Keuntungan ekonomi dari pengangkutan LPG dan amonia dalam kondisi Fully refrigerated dan non-pressurised adalah untuk pengangkutan muatan yang lebih lama dan kargo dalam jumlah yang lebih besar. Bentuk self-supporting prismatic dari tangki kargo memungkinkan pemanfaatan ruang palka yang tersedia lebih baik. Tangki biasanya dirancang untuk maximum working pressure sekitar 0,28 kg/cm2 (280 milibar) dan minimum working temperature -50oC.

Tangki yang digunakan untuk tipe ini biasanya tangki prismatik Tipe 'A' yang memiliki sloped di ujung atas untuk mengurangi efek permukaan bebas dan sloped di bagian bawah agar sesuai dengan bentuk struktur lambung kapal. Mereka biasanya dibagi secara longitudinal oleh liquid-tight bulkhead untuk mengurangi efek permukaan bebas lebih lanjut. Tangki prismatik memungkinkan daya angkut kargo kapal dimaksimalkan, sehingga membuat kapal Fully refrigerated sangat cocok untuk mengangkut kargo dalam jumlah besar seperti LPG, amonia, dan vinil klorida.

Kapal LNG Carrier

LNG merupakan Gas alam dimana zat kotoran (impurities) seperti belerang dan karbon dioksida telah dihilangkan. Setelah menghilangkan impurities tersebut, maka gas alam ini didinginkan hingga titik didihnya mencapai -163 0C pada tekanan atmosfer. Tidak seperti LPG, LNG didinginkan hingga suhu rendah tetapi tidak bertekanan jauh di atas tekanan atmosfer. Inilah yang membuat desain kapal pengangkut LNG sedikit berbeda dengan pengangkut LPG.

LNG Carrier adalah jenis kapal yang membawa Gas LNG (yang mana beberapa zat pengotor/ impurities seperti belerang dan karbon dioksida telah dihilangkan). LNG diangkut dalam bentuk metana cair setelah didinginkan hingga titik didihnya yaitu – 1630C pada tekanan ambien. Pada -1630C dan tekanan atmosfer LNG sebenarnya mendidih, yang menciptakan apa yang kita sebut natural boil-off (didih alami). Oleh karena itu, insulasi di sekitar tangki diperlukan untuk menjaga titik didih alami (natural boil-off) pada 0,15% per hari dari seluruh LNG yang dimuat.

LNG Tanker biasanya berada hingga 250.000 m3. LNG dicairkan dengan pendinginan hingga -163°C dan proses ini dilakukan di darat, sebelum kargo dimuat ke kapal. Kapal LNG sepenuhnya diinsulasi karena tidak hemat biaya untuk mencairkan metana di atas kapal.

Fitur yang paling penting dari Gas Carrier adalah cargo containment system. Berdasarkan cargo containment system, LNG ship dikategorikan ke dalam beberapa jenis tangki yaitu:

Integral Tank
Independent Tanks
Membrane Tanks

Untuk lebih jelas mengenai Integral Tank, Independent Tank, dan Membrane Tank dapat dilihat disini >>> Cargo Containment System Pada Kapal Gas Carrier (LPG/LNG)

Kapal Ethylene Carrier (LEG)

Ethylene Carriers (LEG) adalah jenis yang paling canggih dari semi-pressurized tankers dan memiliki kemampuan untuk membawa tidak hanya sebagian besar kargo gas cair lainnya tetapi juga dapat mengangkut etilen sepenuhnya yang didinginkan pada titik didih tekanan atmosfer -104°C. Kapal ini dirancang untuk membawa sebagian besar kargo gas cair kecuali LNG. Thermal insulation dan reliquefaction plant kapasitas tinggi dipasang pada kapal jenis ini

Pada dasarnya Ethylene tidak dapat dibawa dalam tangki LPG biasa karena titik didihnya sangat rendah yaitu -104 C (harus menggunakan Tipe LPG carrier Fully refrigerated). Namun juga Ethylene tidak dapat diangkut dengan LNG carrier, oleh karena itu harus dibawa dalam kondisi semi-refrigerated atau fully-refrigerated. Kapasitas kargo tergantung pada perdagangan di mana kapal itu dibangun yang berkisar antara 1.500 - 15.000 m3.

Biasanya jenis kapal ini memiliki tangki kargo baja nikel silindris atau bi-lobe, terisolasi, tahan karat atau suhu rendah yang mampu membawa kargo pada suhu minimum -104ºC dan pada tekanan tangki hingga sekitar 6 bar. Kapal dapat load atau discharge muatan di hampir semua pressurized and refrigerated terminals, menjadikannya kapal pengangkut gas paling serbaguna dalam hal kemampuan penanganan kargo.

Secara konstruksi, Ethylene Carriers (Liquid Ethylene Gas/ LEG) memiliki Containment systems dapat berupa Tipe C, Tipe B atau Tipe A yaitu:

Jika Tipe C digunakan, maka tidak diperlukan secondary barrier
Jika Tipe B digunakan, diperlukan secondary barrier parsial
Jika Tipe A digunakan, diperlukan secondary barrier penuh

Karena suhu kargo -104°C, lambung tidak dapat digunakan sebagai secondary barrier dalam hal ini dan secondary barrier yang terpisah harus dipasang. Untuk alasan ekonomi, tank Tipe C telah mendominasi perdagangan ini. Ballast dibawa dalam sistem ballast tangki sayap dan bawah ganda.

Untuk lebih jelas mengenai Tipe A, Tipe B, dan Tipe C pada kapal gas carrier ini dapat dilihat disini >>> Cargo Containment System Pada Kapal Gas Carrier (LPG/LNG) (Link)

Aturan Kapal LPG dan LNG Carrier

Berdasarkan regulasi IMO, kapal pengangkut gas cair yang dibangun dan dioperasikan harus sesuai kode International Gas Carrier (IGC) 1986 dan sesuai dengan SOLAS 74 bab VII bagian C tentang “construction and equipment of ships carrying liquefied gases in bulk”. Persyaratan singkat yang dijelaskan dalam kode International Gas Carrier (IGC) adalah:

Batasan kerusakan pada kargo dan kelangsungan hidup kapal jika terjadi tabrakan atau kandas
Persyaratan pengaturan keselamatan untuk kapal tersebut
Cargo Containment dan prosedur penanganan kargo
Bahan konstruksi untuk fasilitas penahanan (containment) dan pengangkutan
Persyaratan dan prosedur dalam loading dan discharging kargo
Persyaratan proteksi kebakaran (Fire Protection Requirement)
Persyaratan pencegahan dan pengendalian polusi
Penggunaan kargo (LNG) sebagai bahan bakar mesin kapal
Ketentuan untuk ekspansi dan kontraksi termal yang disediakan

Persyaratan Konstruksi Kapal Gas Carrier (LPG/ LNG)

Berbagai jenis tangki kargo yang dibangun harus dengan bahan khusus pada tekanan yang dipertahankan seperti yang dijelaskan dalam persyaratan penanganan konstruksi dan kargo dari kode IGC untuk kapal LPG dan LNG.

1. Persyaratan pengangkutan kargo dengan kapal LPG

LPG dapat diangkut melalui laut jika salah satu dari 3 kriteria terpenuhi:

di bawah tekanan yang dipertahankan pada suhu sekitar (ambient temperature)
sepenuhnya didinginkan pada titik didihnya
Semi refrigated tetapi pada suhu tinggi dan tekanan tinggi
Dalam pengangkutan LPG yang dilakukan terdapat beberapa alat bantu (auxiliary) dan kebutuhan penting lainnya yang diperlukan seperti:
Tangki LPG yang diisolasi dengan baik dan didinginkan untuk memenuhi salah satu kriteria di atas
compressor room dan refrigeration plants
Nitrogen bank serta generator gas inert dengan dryer system
Sistem pemantauan data suhu dan lingkungan kargo
Sistem pemantauan data atmosfer dan suhu tangki

2. Persyaratan pengangkutan kargo dengan kapal LNG

LNG diangkut pada suhu yang sangat rendah yang dapat menyebabkan keretakan pada struktur tangki jika muatan bersentuhan dengan lambung kapal. Oleh karena itu terdapat beberapa persyaratan pada kapal LNG yaitu:

LNG ship harus memiliki tangki kargo dengan perlindungan isolasi lapisan ganda
Bahan yang digunakan untuk tangki harus memiliki koefisien muai panas (invar) yang sangat rendah
Kapal perlu dilengkapi dengan vaporizer untuk memenuhi kebutuhan uapnya sendiri
Re-gasification plant harus disediakan jika diperlukan

Seperti itu penjelasan secara jelas mengenai Jenis-Jenis kapal gas carrier yang diantaranya adalah LNG ship, LPG, Ship, dan LEG Ship. Baik ketiga jenis kapal tersebut mempunyai fitur dan sistem insulasi yang berbeda-beda sesuai dengan muatan yang diangkutnya. Karena beberapa muatan gas memiliki nilai properties dan spesifikasi yang berbeda tergantung kepada temperatur dan tekanan yang dijaga.

Ilmu Kapal dan Logistik